旭化成は次世代蓄電デバイス・リチウムイオンキャパシタの設計と製造技術のライセンス活動を本格開始

■独自の新ドープ法により容量・入出力性能が向上、汎用的な部材・設備で安価で製造が可能に

 旭化成<3407>(東証プライム)は27日、独自開発したリチウムプレドープ技術を基にしたリチウムイオンキャパシタ(LiC)の設計と製造技術のライセンス活動を本格的に開始したと発表。

 独自の新ドープ法によりリチウムイオン電池(LiB)と同様の汎用部材と汎用設備で安価にLiCを製造できるようになり、さらに高容量で入出力特性が向上したLiCの設計・製造技術を実現している。

 同ライセンスには、同社のLiC技術に関わる知的財産だけでなく、設計やパイロット設備での製造技術といった技術ノウハウが含まれている。同技術のライセンスを通じ、国内外の顧客におけるLiCの開発期間の大幅な短縮や、現行設備を利用した安価なLiCの製造を支援する。

 蓄電池は、電動モビリティの普及や再生可能エネルギーの活用が進むことで、今後ますます需要が高まっていくことが予想される。

 蓄電池の一つであるLiCは、正極に電気二重層キャパシタ(EDLC)と同じ材料を、負極にはLiBと同じ材料を使用した次世代の蓄電デバイスである。LiCは、LiBに比べ入出力特性が高いことから瞬間的なパワーが必要な用途に向き、高速での充電が可能である。また、長いサイクル寿命や高い安全性といった特長も持っており、今後は停車駅ごとに充電を行う架線レスの路面電車やバスなどのモビリティ用途での展開が期待される。

 また、近年需要が高まっている太陽光や風力発電などの再生可能エネルギーを利用したエネルギー貯蔵システム(ESS)などにおいては、LiBとLiCを併用することで、LiBにおける充放電の負荷を減らすことができ、LiBの寿命を延ばすことが可能である。その結果、システムの主要部材であるLiBの交換頻度や廃棄物の発生を減らすことができ、ランニングコストと環境負荷の両方を低減することが期待されている。

 しかし従来のLiCでは、製造工程で必要となるリチウムのプレドープ工程において、「穿孔(せんこう)箔」や「金属リチウム箔」など高コストの部材が必要だった。また、水に触れると発火の危険性がある金属リチウム箔を安全に取り扱うための製造環境も必要で、コストと製造工程の両方において課題があった。

 同社は穿孔箔や金属リチウム箔など特定の部材を使用することなく、安価な「炭酸リチウム」をリチウムイオン供給源として用いることで、負極材料にリチウムをプレドープする独自技術(新ドープ法)の開発に成功した。新ドープ法は、正極に炭酸リチウムを含有させ、この炭酸リチウムを初回充電時にほぼ100%分解することによりプレドープを行う技術で、LiBと同様の部材、類似の設備で製造できる上、従来のLiCよりも容量と入出力特性がそれぞれ1.3倍以上(当社従来品との比較)向上していることが特長である。

※リチウムプレドープ技術:

 あらかじめ負極にリチウムイオンを吸蔵(ドープ)させておく技術。LiCでは負極にあらかじめリチウムイオンがドープされていることにより、負極電位が電解液電位より低く保たれ、通常のEDLCと比べて耐電圧が向上し、さらにキャパシタ自体の静電容量も向上するため、大きなエネルギー密度を得ることができる。(情報提供:日本インタビュ新聞社・株式投資情報編集部)

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